KR20240039826A - 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른, 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템은, 생산공장에서 물류를 이송하는 제1 물류로봇과 기종이 상이한 제2 물류로봇; 상기 제1 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제1 로컬 제어 시스템과 상기 제2 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제2 로컬 제어 시스템; 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇의 위치정보를 수집하고 상기 위치정보를 토대로 미리 설정된 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치하는지 감시하는 통합 관제 시스템;을 포함하며, 상기 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치할 때 상기 통합 관제 시스템 및 상기 로컬 제어 시스템 중 적어도 하나의 시스템은 상기 물류로봇을 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행한다.

Description

이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법{HETEROGENEOUS LOGISTICS ROBOTS INTEGRATED OPERATION SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업현장에서 활용되는 이기종 AGV/AMR의 트래픽 제어를 통해 최적(원활한) 경로 운행을 지원하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 팩토리(Smart Factory) 기반의 차량생산공장에서는 자동화 라인 공정을 모듈화 하여 각각 다양한 파트의 부품을 조립하고 있으며 각 공정 별로 유연한 부품(제품 등을 포함) 이송을 위하여 이기종 물류로봇을 운용하고 있다. 자동화 공정에 있어서 작업 중 부품의 공급이 중단되는 것은 라인 정지를 유발하고 생산성에 영향을 준다. 따라서, 원활한 물류로봇의 운용을 통해 적시 적소에 부품을 공급하는 것이 매우 중요하다.
한편, 이기종 물류로봇은 제조사가 다른 AGV(Automated Guided Vehicle) 및 AMR(Autonomous Mobile Robot) 등을 포함하여 작업에 투입되며 제조사/기종에 따라 각각 별도의 로컬 시스템을 통해 운용된다.
그러나, 공장내 한정된 공간에서 AGV 및 AMR을 동시에 운용하는 경우 필연적으로 이송경로의 중첩에 따라 트래픽 구간이 존재하며, 트래픽 구간에서 제조사(기종)나 용도가 다른 AGV 및 AMR은 상호 통신이 불가능하여 트래픽 제어가 불가능하다.
또한, 이기종 물류로봇을 각각 운용하는 이종 시스템 간 연동 수단의 부재로 교차로와 같이 서로 다른 경로가 중첩되는 구간에서 충돌사고를 유발할 수 있으며, 트래픽(교통량) 증가로 인해 부품 공급이 지연된다.
또한, 원활한 부품공급을 위해 물류로봇의 운용대수를 추가로 늘릴 경우 비용이 증가하는 단점이 있으며, 한정된 공간에서 물류로봇들의 혼잡도(밀도) 증가로 인하여 트래픽 문제가 더욱 가중될 수 있다.
따라서, 이기종 물류로봇들의 트래픽 제어와 효율적인 운용을 통해 물류로봇들의 운용 효율(회전율)을 향상시킬 수 있는 방안이 요구된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 생산공장에서 운용되는 서로 다른 제조사의 이기종 물류로봇들을 중앙에서 통합 관제하고 트래픽 영역이나 중첩 경로에 존재하는 물류로봇들을 파악하여 우선순위 조건에 따라 순차적으로 출발시키는 트래픽 제어를 수행하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또다른 목적은 중앙에서 서로 다른 이기종 물류로봇들의 운용상태를 모니터링하여 이송경로상에 이벤트 상황발생시 우회경로로 제어함으로써 물류로봇들의 운용효율을 향상시키는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템은, 생산공장에서 물류를 이송하는 제1 물류로봇과 기종이 상이한 제2 물류로봇; 상기 제1 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제1 로컬 제어 시스템과 상기 제2 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제2 로컬 제어 시스템; 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇의 위치정보를 수집하고 상기 위치정보를 토대로 미리 설정된 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치하는지 감시하는 통합 관제 시스템;을 포함하며, 상기 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치할 때 상기 통합 관제 시스템 및 상기 로컬 제어 시스템 중 적어도 하나의 시스템은 상기 물류로봇을 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통합 관제 시스템은, 상기 물류로봇들의 이송경로를 추적하여 상호 중첩 경로에 존재하는 복수의 물류로봇을 파악하여 정지시킨 후 상기 우선순위 조건에 따라 순차적으로 출발하도록 트래픽 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 로컬 제어 시스템은, AGV(Automated Guided Vehicle) 및 AMR(Autonomous Mobile Robot)을 포함하는 이기종 물류로봇들의 위치정보를 파악하여 상기 통합 관제 시스템으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 위치정보는, 물류로봇 ID, 공장맵(MAP) 좌표계상의 현재좌표, 이동방향 및 속도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 통합 관제 시스템은, 물류시퀸스 정보에 기초하여 물류의 종류별 이송작업 필요한 적어도 하나의 물류로봇을 선정하고 출발지와 목적지를 산출하는 작업 관리부; 물류로봇들의 이송경로가 중첩되는 교차로에 우선순위 기반 트래픽 제어를 위한 트래픽 영역을 설정하는 트래픽 영역 설정부; 상기 로컬 제어 시스템을 통해 상기 물류로봇 위치정보를 수집하여 트래픽 발생 상황을 모니터링하는 모니터링부; 상기 이기종 물류로봇을 통합 운용하기 위한 적어도 하나의 프로그램 및 데이터를 저장하는 데이터베이스(DB); 및 상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 현재 위치정보를 확인하여 상기 상기 로컬 제어 시스템을 통해 상기 트래픽 영역에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 일시 정지하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 영역 설정부는, 트래픽 제어 설정 화면을 통해 공장내 설계 도면(CAD)을 제공하고 트래픽이 발생되는 구간에 다양한 도형을 활용한 트래픽 영역을 설정할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 영역은, 사용자에 의해 지정(Draw)된 구간에 설정되거나 상기 설계 도면상에 복수의 경로가 중첩된 트래픽 좌표를 검출하여 자동으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 트래픽 영역은, 상기 트래픽 좌표를 중심으로 위험도에 따라 도형의 크기가 서로 다른 경고 구간, 워닝 구간 및 대기 구간을 포함하며, 상기 물류로봇의 위치정보에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 정지 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 영역 설정부는, 트래픽 제어 설정 화면을 통해 트래픽 영역이나 중첩 경로에 진입하여 정지된 물류로봇들을 순차적으로 출발시키는 상기 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정할 수 있다.
또한, 상기 우선순위 조건은, 물류로봇의 배터리 잔량이 적은 순서, 목적지 잔여거리가 짧은 순서, 공정우선순위가 높은 순서, 목적지 잔여거리가 긴 순서, 공급 우선순위가 높은 순서, 회수 우선순위가 높은 순서, 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 우선순위 조건은, 각 항목별로 적용된 상대적인 우선순위 가중치값을 가지며, 상기 가중치값은 생산공장내 작업 스케줄 및 물류로봇들의 운용상황에 따라 비중이 가변 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 모니터링부를 통해 물류로봇의 위치를 추적하여 상기 트래픽 영역에 진입하는 것을 감지하고 상기 물류로봇의 기종에 해당하는 로컬 제어 시스템을 통해 감속 또는 정지 명령을 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 우선순위 조건을 기반으로 상기 트래픽 영역내 존재하는 복수의 물류로봇의 우선순위를 파악하여 순차적인 출발 혹은 이동을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 모니터링부를 통해 물류로봇의 둘레로부터 일정거리 이격된 가상 로봇 영역을 생성하여 안전거리를 확보하도록 하고 상기 가상 로봇 영역들이 상호 중첩되는 시점에 정지하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 모니터링을 기반으로 상기 물류로봇의 전방에 장애 상황 감지시, 정체 상황 감지시 및 레인별 혼잡도 중 적어도 하나에 따라 상기 통합 경로 설정부를 통해 우회경로를 재생성하여 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 통합 관제 시스템이 기종이 서로 다른 이기종 물류로봇을 통합 운용하는 방법은, 생산공장내 경로가 중첩되는 구간에 트래픽 영역을 설정하고 상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정하는 단계; 물류 이송을 위한 제1 물류로봇의 출발지와 목적지를 산출하고 제1 로컬 제어 시스템을 통해 이송경로를 포함하는 작업할당 정보를 생성하여 상기 제1 물류로봇을 작동시키는 단계; 상기 제1 로컬 제어 시스템으로부터 상기 제1 물류로봇의 위치정보를 수집하여 운용상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇이 적어도 하나의 다른 제2 물류로봇이 존재하는 상기 트래픽 영역에 진입하거나, 상기 제2 물류로봇과의 중첩 경로가 발생하면 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는, 상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 배터리 잔량이 적은 순서, 목적지 잔여거리가 짧은 순서, 공정우선순위가 높은 순서, 목적지 잔여거리가 긴 순서, 공급 우선순위가 높은 순서, 회수 우선순위가 높은 순서, 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서 중 적어도 하나를 포함하는 우선순위 조건을 기반으로 선순위 물류로봇과 후순위 물류로봇을 판단하는 단계; 및 상기 선순위 물류로봇을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇을 대기시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는, 상기 제2 물류로봇과의 중첩 경로 발생시 제1 로컬 제어 시스템과 제2 로컬 제어 시스템을 통해 상기 제1 물류로봇과 제2 물류로봇을 감속 및 정지로 대기시키는 단계; 및 상기 우선순위 조건을 기반으로 상기 제1 물류로봇과 상기 제2 물류로봇 중 어느 하나의 선순위 물류로봇을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇을 대기시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는, 상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇의 이송경로상에 장애나 정체 이벤트 상황이 발생한 것을 감지하는 단계; 및 작업 관리부 또는 상기 제1 로컬 제어 시스템을 통해 우회경로를 재생성하여 상기 제1 물류로봇으로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 우회경로를 재생성 하는 단계는, 상기 이벤트 상황이 발생된 제1 레인(Lane#1)을 이용하는 기존 이송경로를 취소하고 제2 레인(Lane#2)을 이용하는 우회경로를 재생성 하는 단계; 및 기존 이송경로에 적용된 제1 레인(Lane#1)과 우회경로의 제2 레인(Lane#2)의 점유율을 비교하여 점유율이 낮은 제2 레인(Lane#2)을 활용하도록 경로를 재설정하는 단계;중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 생산공장내 구현된 통합 관제 시스템을 통해 제조사 또는 기종이 상이한 이기종 물류로봇들을 통합 운용함으로써 추가 구성없이 서로 통신이 불가한 물류로봇들간 트래픽 제어를 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 이기종 로컬 제어 시스템을 통해 해당 이기종 물류로봇의 운용상태를 모니터링하고 교차로와 같이 고정된 트래픽 영역이나 중첩 경로로 진입하는 물류로봇들을 파악하여 우선순위 기반 트래픽 제어를 수행함으로써 물류를 원활하게 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 물류로봇의 이송경로상에 존재하는 장애 이벤트나 정체 상황을 실시간으로 파악하고 회피를 위한 우회경로로 신속히 이동하도록 제어함으로써 물류로봇들의 회전율을 극대화함으로써 추가도입 비용을 줄이고 최소의 운용대수로 최대의 운용 효과를 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량생산공장에 구현된 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위별 경로 트래픽 제어 설정 화면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 영역에 이기종 물류로봇들이 진입한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 물류로봇간 상호 중첩 경로 감지 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 영역에서의 물류로봇간 트래픽 제어 예시를 나타낸다.
도 8 및 도 9는 본 발명이 실시예에 따른 전방의 이벤트 상황시 물류로봇의 트래픽 제어 예시를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.
명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다
추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어부에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어부"라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍 된다. 제어부는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어부를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.
또한, 본 개시의 제어부는 프로세서에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체들의 예들은 롬(ROM), 램(RAM), 컴팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량생산공장에 구현된 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명이 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템은 생산공장에서 물류를 이송하며 서로 기종이 상이한 이기종 물류로봇(10), 상기 이기종 물류로봇(10)의 운용상태를 제어하는 이기종 로컬 제어 시스템(100), 및 상기 이기종 물류로봇(10)들의 위치정보를 수집하고 상기 위치정보를 토대로 미리 설정된 트래픽 영역(A) 내에 이기종 물류로봇(10)들이 동시에 위치하는지 감시하는 통합 관제 시스템(200)을 포함한다. 그리고, 상기 트래픽 영역 내에 상기 이기종 물류로봇(10)들이 동시에 위치할 때 상기 통합 관제 시스템(200) 및 상기 로컬 제어 시스템(100) 중 적어도 하나의 시스템은 상기 물류로봇을 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 통합 관제 시스템(200)은 로컬 제어 시스템(100) 및/또는 물류로봇(10)을 통해 수집된 상기 위치정보를 토대로 상기 물류로봇(10)들의 이송경로를 추적한다. 그리고, 상호 중첩 경로에 존재하는 복수의 물류로봇(10)을 파악하여 정지시킨 후 상기 우선순위 조건에 따라 순차적으로 출발하도록 트래픽 제어를 수행할 수 있다.
이하, 본 발명이 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템은 스마트 팩토리 기반의 자동차 생산공장에서 이기종 물류로봇(10)을 통합 운용하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량생산공장에 적용된 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템은 ①센서 설치 및 PLC(30)를 연결하는 과정, ②통신 연결 및 데이터를 체크하는 과정, ③에뮬레이터(300)를 이용한 가상 검증 과정, ④생산 운영에 따른 문제점 보완 과정을 포함하여 구현된다.
상기 ①과정은 자동화 라인 공정이나 부품 창고등의 상태 감지를 위한 센서들과 현황판, 경광등 등의 설비를 설치하고 동작 제어를 위한 PLC(30)와 연결한다.
예컨대, PLC(30)는 라인 공정별로 각각 설치되며, PLC 메모리에 설정된 작업 조건에 따라 해당 부품 조립에 필요한 각종 자동화 설비를 제어할 수 있다. 또한, PLC(30)는 물류 이송을 위해 물류로봇(10)이 거쳐야하는 경유지점(Node)에 설치된 각종 자동화 설비(예; 출입문, 엘리베이터 등)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 ②과정은 로컬 제어 시스템(100)과 PLC(30)들과의 통신을 연결하고 데이터 데이터의 송수신 상태를 체크한다. 또한, 중계기(20)를 통한 로컬 제어 시스템(100)과 이기종 물류로봇(10)들 간의 통신연결 상태를 체크할 수 있다.
상기 ③과정은 에뮬레이터(300)에서 가상 PLC 신호를 생성 및 생산 작업 스케줄 생성에 따른 이기종 물류로봇(10)들의 운용상태를 검증하고 트래픽 제어 상태를 검증할 수 있다.
상기 ④과정은 통합 관제 시스템(200)에서 물류 시퀸스 정보를 체크하여 라인 공정 운영 조건별 작업미션을 제어시 발생되는 문제점을 보완하고 중앙에서 물류로봇(10)들의 운용상태를 모니터링하여 안전한 운행을 통제할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 통합 관제 시스템(200)은 중앙에서 이기종 물류로봇(10)의 운용시 트래픽 영역(A) 진입 및 중첩 경로 발생시 우선순위 기반 트래픽 제어를 수행하고, 이벤트성 장애물/정체 상황 발생시 최적 경로 재생성을 통해 우회(회피) 제어를 직접 제어할 수 있다.
물류로봇(10)은 차량생산공장에서 제품 및 부품 등의 물류를 이송하는 수단이며 제조사가 다른 AGV(Automated Guided Vehicle)(11) 및 이기종 AMR(Autonomous Mobile Robot)(12, 13)들을 포함하며, 작업 용도에 따라 다양한 규격(예; 크기, 형태) 및 동작방식으로 구비될 수 있다.
예컨대, AGV(11)는 바디나 관련 부품을 이송할 수 있으며, AMR(12, 13)은 기종별로 라인 공정에 필요한 부품을 공급하거나 완성차를 이송하여 대기장에 주차 시킬 수 있다.
AGV(11)는 일반적으로 바닥에 설치된 레인(Lane)을 따라 유도되어 이동하는 방식이고, AMR(12, 13)은 센서를 통해 스스로 주변을 탐지하면서 자율주행으로 이동하는 점에서 동작 방식이 다르다.
또한, 제조사가 다른 AGV(11)와 AMR(12, 13)들은 통신 프로토콜이 서로 달라 상호 통신이 불가능하다. 상기 AMR(12, 13)들은 작동방식은 유사하지만 제조사가 다른 기종일 수 있다.
그러므로, 로컬 제어 시스템(100)은 제조사별(혹은 기종별)로 AGV(11)의 운용상태를 제어하는 제1 로컬 제어 시스템(110), 이기종 AMR(12, 13)들의 운용상태를 각각 제어하는 제2 로컬 제어 시스템(120) 및 제3 로컬 제어 시스템(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 로컬 제어 시스템은 편의상 3대를 가정하지만 이에 한정되지 않으며 실질적으로 차량생산공장에서는 수십개의 로컬 제어 시스템과 수백대의 물류로봇(10)을 운용할 수 있다.
로컬 제어 시스템(100)은 통합 관제 서버(200)로부터 물류 이송을 위한 출발지와 목적지 정보를 수신하면 이송경로를 생성하여 해당 물류로봇(10)으로 작업할당 정보를 전달한다. 상기 이송경로는 출발지로부터 목적지까지 물류로봇(10)이 경유해야 하는 적어도 하나의 경유지(경유 노드)를 포함할 수 있다. 또한, 물류의 크기가 큰 경우 복수의 물류로봇(10)을 이용하여 목적지까지 협동으로 군집주행을 수행하기 위한 이송경로를 생성할 수 있다. 이기종 물류로봇(10)인 AGV(11)와 AMR(12, 13)는 각각 설정된 경로를 따라 이동중 현재 위치정보를 파악하고 무선 중계기(20)를 통해 해당하는 각각의 로컬 관제 시스템(110, 120, 130)으로 전송한다. 상기 위치정보는 물류로봇 ID, 공장맵(MAP) 좌표계상의 현재좌표, 이동방향 및 속도(정지 상태 포함) 등을 포함할 수 있다.
예컨대, AGV(11)는 출발지와 목적지를 포함하는 이송경로를 수신하면 바닥에 설치된 레인을 따라 이동하며, 이동중 레인 부근에 표시된 마커를 식별하여 현재 위치정보를 파악할 수 있다.
또한, AMR(12, 13)은 출발지와 목적지를 포함하는 이송경로를 수신하면 자율주행시 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 방식으로 현재 위치정보를 파악할 수 있다.
이 밖에도, 각각의 로컬 제어 시스템(110, 120, 130)은 제조사별 해당 물류로봇(10)들의 이송경로상에 거쳐야하는 노드/구간별 태그 ID를 인식하는 방식이나 중계기(20) 등의 통신장비 이용한 실내위치추적 방식을 통해서도 상기 위치정보를 파악할 수 있다.
각각의 로컬 제어 시스템(110, 120, 130)은 제조사별 해당 물류로봇(10)들로부터 파악된 위치정보를 상위의 통합 관제 시스템(200)으로 전송한다.
통합 관제 시스템(200)은 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇(10)의 운용상태를 통합 제어하는 상위 제어 시스템이다.
통합 관제 시스템(200)은 작업 관리부(210), 트래픽 영역 설정부(220), 모니터링부(230), 데이터베이스(database, DB)(240), 및 제어부(250)를 포함한다.
작업 관리부(210)는 생산관리 시스템(Manufacturing Execution System, MES)(400)의 생산작업스케줄과 공정 라인별 작업상태를 고려하여 적시 적소에 물류를 공급할 수 있도록 물류로봇(10)에 작업을 할당한다.
이 때, 작업 관리부(210)는 물류의 종류별 이송작업 필요한(적합한) 적어도 하나의 물류로봇(10)을 선정하고 출발지와 목적지를 산출한다.
작업 관리부(210)는 물류로봇(10)의 작업할당 정보와 출발지/목적지 정보를 해당 기종(제조사)의 로컬 제어 시스템(100)을 통해 전송할 수 있다. 따라서, 앞에서 설명한 것과 같이 로컬 제어 시스템(100)은 상기 출발지/목적지 정보를 토대로 이송경로를 생성할 수 있다.
다만, 이송경로는 이에 한정되지 않고 통합 관제 시스템(200)의 작업 관리부(210)에서도 직접 생성하여 로컬 제어 시스템(100)을 통해 해당 물류로봇(10)으로 전송할 수 있다. 가령, 작업 관리부(210)는 물류로봇(10)을 지정하고 출발지와 목적지 정보를 토대로 생성된 이송경로를 포함하는 작업할당 정보를 생성하여 해당 로컬 제어 시스템(100)을 통해 전송할 수 있다. 이로써, 특정 로컬 시스템(100)에 이상이 발생한 경우 해당 물류로봇(10)의 이송경로 생성기능을 보완하거나 이송경로에 대한 센터 컨트롤이 가능하다.
또한, 작업 관리부(210)는 물류로봇(10)의 트래픽 영역(A) 진입시, 장애/정체 상황 발생시 및 레인별 혼잡도에 따라 우회(회피) 경로를 재생성 할 수 있다.
트래픽 영역 설정부(220)는 물류로봇(10)들의 이송경로가 중첩되는 교차로(분기점)에 우선순위 기반 트래픽 제어를 위한 트래픽 영역(A)을 설정한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위별 경로 트래픽 제어 설정 화면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 영역에 이기종 물류로봇들이 진입한 상태를 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 트래픽 영역 설정부(220)는 트래픽 제어 설정 화면(221)을 통해 공장내 설계 도면(CAD)을 표시하고 트래픽이 발생되는 구간에 원형, 사각형 및 다각형 등 다양한 도형을 활용한 트래픽 영역(A)을 설정한다. 상기 트래픽 영역(A)은 사용자에 의해 지정(Draw)된 구간에 설정되거나 상기 설계 도면상에 복수의 경로가 중첩된 트래픽 좌표(예; 교차로)를 검출하여 자동으로 설정될 수 있다. 상기 트래픽 영역(A)은 상기 트래픽 좌표를 중심으로 위험도에 따라 도형의 크기가 서로 다른 경고 구간, 워닝 구간 및 대기 구간을 포함한다. 상기 경고 구간, 워닝 구간 및 대기 구간별 도형의 크기는 상기 트래픽 좌표와 가깝게 작아질 수록 위험도가 증가한다. 따라서, 상기 트래픽 영역(A)에 진입한 물류로봇(10)의 위치정보에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 정지 제어를 수행하도록 한다.
또한, 트래픽 영역 설정부(220)는 트래픽 제어 설정 화면(221)을 통해 트래픽 영역(A)이나 중첩 경로에 진입하여 정지된 물류로봇(10)들을 순차적으로 출발시키는 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정할 수 있다.
예컨대, 상기 우선순위 조건은 배터리 잔량이 적은 순서, 목적지 잔여거리가 짧은 순서, 공정우선순위가 높은 순서, 목적지 잔여거리가 긴 순서, 공급 우선순위가 높은 순서, 회수 우선순위가 높은 순서, 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서 중 적어도 하나를 포함한다.
여기서, 상기 배터리 잔량이 적은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 배터리 잔량이 적은 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 목적지 잔여거리가 짧은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 목적지까지 남은 잔여거리가 짧은 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 공정우선순위가 높은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 라인 공정의 우선순위가 높은 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 목적지 잔여거리가 긴 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 목적지까지 남은 잔여거리가 긴 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 공급 우선순위가 높은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 라인 공정에 상대적으로 부품 공급이 시급한 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 회수 우선순위가 높은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 부품 회수가 시급하거나 다음 작업할당을 위해 특정 기종(AGV/AMR)의 회수가 시급한 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 상기 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 우선순위가 높은 기종 순서대로 먼저 출발시키는 조건을 말한다.
또한, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서는 상기 정지된 물류로봇(10)들 중 상대적으로 목적지인 공정 셀의 중요도가 높은 순서대로 먼저 출발키는 조건을 말한다.
이러한 우선순위 조건은 각 항목별로 적용된 상대적인 우선순위 가중치값(%)을 가지며, 상기 가중치값은 생산공장내 작업 스케줄 및 물류로봇(10)들의 운용상황에 따라 비중이 가변 될 수 있다. 따라서, 우선순위 조건을 기반으로 복수의 물류로봇(10)의 트래픽 제어를 수행할 때 생산공장의 운용상태에 따라 각 항목별 우선순위의 비중을 조절하여 원활한 부품 공급 및 회수를 제어할 수 있다.
모니터링부(230)는 생산공장내 운용중인 물류로봇(10)에 설정된 이송경로를 저장하고, 제조사별 로컬 제어 시스템(100)을 통해 물류로봇(10)들의 ID와 위치정보를 수집하여 트래픽 발생 상황을 모니터링한다. 이러한 모니터링부(230)는 제조사별로 이종 통신 프로토콜을 지원하는 통신수단을 가지고 상호 연동될 수 있다.
DB(240)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 관제 시스템(200)이 이기종 물류로봇을 통합 운용하기 위한 적어도 하나의 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 수집 및 생성되는 정보를 저장한다.
제어부(250)는 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇을 통합 운용하기 위한 상기 각부의 전반적인 동작을 제어한다.
예컨대, 제어부(250)는 DB(240)에 저장된 프로그램의 실행 및 데이터를 참조하여 상기 각부의 기능을 실행할 수 있으며, 이의 실질적인 제어 주체가 될 수 있다.
제어부(250)는 모니터링부(230)를 통해 수집한 위치정보를 기반으로 운용중인 물류로봇(10)의 위치를 추적하여 설정된 트래픽 영역(A)에 진입하는 것을 감지한다.
그리고, 제어부(250)는 상기 트래픽 영역(A)에 진입한 물류로봇(10)의 현재 위치정보를 확인하여 상기 트래픽 영역에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 일시 정지하도록 제어한다. 이 때, 제어부(250)는 물류로봇(10)의 기종에 해당하는 로컬 제어 시스템(100)을 통해 상기 감속 또는 정지 명령을 전달할 수 있다.
이후, 제어부(250)는 우선순위 조건을 기반으로 상기 트래픽 영역(A) 내에 정지된 복수의 물류로봇(10)의 우선순위를 파악하여 순차적인 작동(출발, 이동)을 제어할 수 있다. 이를 통해, 생산공장내 서로 통신이 불가한 이기종 물류로봇들에 대한 트래픽 제어가 가능하다.
따라서, 물류로봇(10)은 상위 통합 관제 시스템(200)에 의해 하달된 이송경로를 따라 이동하면서 해당 로컬 제어 시스템(100)을 통해 수신된 명령에 따라 트래픽 영역(A)에서 감속 또는 정지한후 우선순위 조건으로 하달된 출발 명령에 따라 진출할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 물류로봇간 상호 중첩 경로 감지 상태를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 공정 셀들(1, 2, 3, 4, 5, 6) 사이의 이동 경로에서, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링부(230)는 상기 트래픽 영역(A) 이외에도 물류로봇(10)들의 이송경로와 실시간 위치정보를 기반으로 물류로봇(10)들이 서로 만나는 상호 중첩 경로의 존재여부를 모니터링 할 수 있다.
여기서, 상기 트래픽 영역(A)은 정체가 빈번한 특정 고정 구간의 트래픽 제어를 위한 것이고 상기 상호 중첩 경로는 불특정 구간에서 발생되는 이벤트성 트래픽 상황을 예측하여 상호 간섭이나 충돌 없이 안전하게 제어하고자 하는 것이다.
따라서, 제어부(250)는 모니터링부(230)를 통해 물류로봇(10)들의 상호 중첩 경로를 감지(Detect)하면, 해당 물류로봇(10)들을 정지시키고 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 출발을 명령할 수 있다.
이 때, 제어부(250)는 모니터링부(230)를 통해 물류로봇(10)으로부터 일정거리 이격된 가상 로봇 영역을 생성하여 안전거리를 확보하도록 하고 상기 가상 로봇 영역들이 상호 중첩되는 시점에 정지하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(250)는 우선순위 조건에 따라 선순위 물류로봇(10)을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇(10)을 일정시간(예; 3초) 정지 대기시킨 후 출발하도록 제어할 수 있다. 상기 가상 로봇 영역은 물류로봇(10)의 중앙을 기준으로 일정거리(예; 5m)의 반경으로 설정될 수 있다.
또한, 제어부(250)는 상기 모니터링을 기반으로 물류로봇(10)의 전방에 장애 상황 발생시, 정체 상황 발생시 및 실시간 레인별 혼잡도 중 적어도 하나에 따라 작업 관리부(210)를 통해 우회경로를 재생성하여 전송할 수 있다.
이러한 제어부(250)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 생산공장에서의 이기종 물류로봇 통합 운용 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
이러한 생산공장에서의 이기종 물류로봇 통합 운용 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이기종 물류로봇 통합 운용 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 관제 시스템(200)은 사전에 교차로와 같이 경로가 중첩되는 구간에 트래픽 영역(A)을 설정하고(S110), 상기 트래픽 영역(A)이나 중첩 경로에 진입한 이기종 물류로봇(10)들의 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정한다(S120).
통합 관제 시스템(200)은 통합 경로 설정부(210)를 통해 물류의 종류에 따라 이송에 적합한 물류로봇(이하, "제1 물류로봇"이라 칭함)(10-1)을 선정하고 출발지와 목적지를 산출한다(S130).
통합 관제 시스템(200)은 상기 제1 물류로봇(10-1)의 ID와 출발지와 목적지 정보를 해당 제조사별 로컬 제어 시스템(100)으로 전송한다(S140). 이 때, 상기 로컬 제어 시스템(100)은 상기 출발지와 목적지 정보를 확인하여 제1 물류로봇(10-1)의 이송경로를 생성하고 상기 이송경로를 포함하는 작업할당 정보를 전달한다(S150). 그리고, 상기 제1 물류로봇(10-1)은 전달된 상기 작업할당 정보에 따라 물류 이송작업을 개시하고(S160), 이동중 위치정보를 파악하여 상기 로컬 제어 시스템(100)으로 전달한다(S170).
통합 관제 시스템(200)은 모니터링부(230)를 통해 상기 로컬 제어 시스템(100)으로부터 상기 제1 물류로봇(10-1)의 물류 이송작업에 따라 전달된 위치정보를 수집한다(S180).
위와 같은 방식으로, 통합 관제 시스템(200)은 생산공장내 운용중인 이기종 물류로봇(10)들의 위치정보를 수집하고, 수집된 위치정보를 토대로 각각의 이송경로를 추적하여 운용상태를 모니터링한다(S190).
통합 관제 시스템(200)은 상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇(10-1)이 적어도 하나의 다른 제2 물류로봇(10-2)이 존재하는 트래픽 영역(A)에 진입하는지 여부와(S200), 상기 제2 물류로봇(10-2)과의 중첩 경로가 발생하는지 여부와(S210), 이송경로상에 정체를 유발하는 이벤트 상황이 발생하는지 여부(S240)를 파악하여 우선순위 기반 트래픽 제어를 수행할 수 있다(S220).
예컨대, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 영역(A)에서의 물류로봇간 트래픽 제어 예시를 나타낸다.
도 7을 참조하면, EX1과 같이, 상기 S200 단계에서 상기 제1 물류로봇(10-1)이 상기 제2 물류로봇(10-2)이 존재하는 트래픽 영역(A)에 진입하면(S200; 예), 통합 관제 시스템(200)은 상기 제1 물류로봇(10-1)과 제2 물류로봇(10-2)을 감속/정지로 대기시키고 설정된 우선순위 조건을 기반으로 선순위의 상기 제1 물류로봇(10)을 먼저 출발시키고 후순위의 제2 물류로봇(10)을 대기시키는 트래픽 제어를 수행할 수 있다(S220, S230). 이 때, 상기 제1 물류로봇(10-1)과 제2 물류로봇(10-2)에 각각 해당하는 로컬 제어 시스템(100)에 의해 감속, 정지 및 작동 제어 중 적어도 하나로 제어될 수 있다.
또한, EX2과 같이, 통합 관제 시스템(200)은 트래픽 영역(A) 내에 물류로봇(10)들이 혼잡하여 정체되거나 상기 제1 물류로봇(10-1)이 후순위로 밀리는 경우 실시간 우회경로를 재생성하여 전송할 수 있다.
마찬가지로, 상기 S210 단계에서 상기 제2 물류로봇(10-2)과의 중첩 경로가 발생하는 것으로 파악하면(S210; 예), 통합 관제 시스템(200)은 상기 제1 물류로봇(10-1)과 제2 물류로봇(10-2)을 감속/정지로 대기시키고 설정된 우선순위 조건을 기반으로 상기 제1 물류로봇(10)과 제2 물류로봇(10) 중 어느 하나의 선순위 물류로봇을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇을 대기시키는 트래픽 제어를 수행할 수 있다(S220).
또한, 통합 관제 시스템(200)은 상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇(10-1)의 이송경로상에 장애나 정체의 이벤트 상황이 발생하는지 감시한다(S240).
이 때, 통합 관제 시스템(200)은 상기 제1 물류로봇(10-1)의 이송경로상에 장애나 정체 이벤트 상황이 발생한 것을 감지하면(S240; 예), 모니터링 상태를 확인하여 실시간 우회경로를 재생성 한다(S250). 그리고, 상기 우회경로를 해당 로컬 제어 시스템(100)을 통해 상기 제1 물류로봇(10-1)으로 전송하여 갱신하도록 하는 트래픽 제어를 수행한다(S260).
예컨대, 도 8 및 도 9는 본 발명이 실시예에 따른 전방의 이벤트 상황시 물류로봇의 트래픽 제어 예시를 나타낸다.
도 8 및 도 9에서 도면부호 TE1, TE2, 및 TE3는 물류로봇이 회피해야 하는 구조물을 의미한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, EX3과 같이, 통합 관제 시스템(200)은 전방에 제2 물류로봇(10-2)으로 인한 장애(예; 고장) 상황 발생시 제1 레인(Lane#1)을 이용하는 기존 이송경로를 취소하고 제2 레인(Lane#2)을 이용하는 우회경로를 재생성하여 제1 물류로봇(10-1)으로 전송할 수 있다.
또한, EX4와 같이, 통합 관제 시스템(200)은 전방에 정체 상황 발생시 다른 레인을 이용하는 우회경로를 재생성하여 제1 물류로봇(10-1)으로 전송할 수 있다.
또한, EX5와 같이, 통합 관제 시스템(200)은 기존 이송경로에 적용된 제1 레인(Lane#1)과 우회경로의 제2 레인(Lane#2)의 점유율을 비교하여 점유율이 낮은 제2 레인(Lane#2)을 활용하도록 경로를 재설정할 수 있다. 또는, 점유율이 높더라도 최단 거리를 갖는 레인을 활용하여 경로를 재설정할 수 있다.
또한, EX6과 같이, 통합 관제 시스템(200)은 구조물간 통로의 중앙에 설정된 하나의 레인을 기준으로 좌측과 우측으로 각각 일정거리 옵셋을 조정하여 단방향 통로를 양방향 통로로 구현할 수 있다. 이 때, 상기 통로 구간을 지나가는 AGV(11)들은 레인의 중앙을 기준으로 조정된 옵셋을 인식하여 통로의 좌측 혹은 우측으로 붙어 이동할 수 있다. 따라서, 원활한 AGV(11)의 이동을 위해 한정된 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 생산공장내 구현된 통합 관제 시스템을 통해 제조사가 다른 이기종 물류로봇들을 통합 운용함으로써 추가 구성없이 서로 통신이 불가한 물류로봇들간 트래픽 제어를 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 제조사별 로컬 제어 시스템을 통해 이기종 물류로봇의 운용상태를 모니터링하고 교차로와 같이 고정된 트래픽 영역이나 중첩 경로로 진입하는 물류로봇들을 파악하여 우선순위 기반 트래픽 제어를 수행함으로써 물류를 원활하게 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 물류로봇의 이송경로상에 존재하는 장애 이벤트나 정체 상황을 실시간으로 파악하고 회피를 위한 우회경로로 신속히 이동하도록 제어함으로써 물류로봇들의 회전율을 극대화함으로써 추가 도입 비용을 줄이고 최소의 운용대수로 최대의 운용 효과를 도출할 수 있다.
본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 물류로봇 11: AGV
12, 13: AMR 20: 중계기
30: PLC
100: 로컬 제어 시스템 110: 제1 로컬 제어 시스템
120: 제2 로컬 제어 시스템 130: 제3 로컬 제어 시스템
200: 통합 관제 시스템 210: 통합 경로 설정부
221: 트래픽 제어 설정 화면 230: 모티터링부
240: 데이터베이스(DB) 250: 제어부
300: 에뮬레이터 400: 생산관리 시스템(MES)

Claims (20)

  1. 생산공장에서 물류를 이송하는 제1 물류로봇 및 상기 제1 물류로봇과 기종이 상이한 제2 물류로봇;
    상기 제1 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제1 로컬 제어 시스템과 상기 제2 물류로봇의 운용상태를 제어하는 제2 로컬 제어 시스템;
    상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇의 위치정보를 수집하고 상기 위치정보를 토대로 미리 설정된 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치하는지 감시하는 통합 관제 시스템;을 포함하며,
    상기 트래픽 영역 내에 상기 제1 물류로봇 및 상기 제2 물류로봇이 동시에 위치할 때 상기 통합 관제 시스템 및 상기 로컬 제어 시스템 중 적어도 하나의 시스템은 상기 물류로봇을 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 관제 시스템은,
    물류로봇들의 이송경로를 추적하여 상호 중첩 경로에 존재하는 복수의 물류로봇을 파악하여 정지시킨 후 상기 우선순위 조건에 따라 순차적으로 출발하도록 트래픽 제어를 수행하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 제어 시스템은,
    AGV(Automated Guided Vehicle) 및 AMR(Autonomous Mobile Robot)을 포함하는 이기종 물류로봇들의 위치정보를 파악하여 상기 통합 관제 시스템으로 전송하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치정보는,
    물류로봇 ID, 공장맵(MAP) 좌표계상의 현재좌표, 이동방향 및 속도를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통합 관제 시스템은,
    물류시퀸스 정보에 기초하여 물류의 종류별 이송작업 필요한 적어도 하나의 물류로봇을 선정하고 출발지와 목적지를 산출하는 작업 관리부;
    물류로봇들의 이송경로가 중첩되는 교차로에 우선순위 기반 트래픽 제어를 위한 트래픽 영역을 설정하는 트래픽 영역 설정부;
    상기 로컬 제어 시스템을 통해 상기 물류로봇 위치정보를 수집하여 트래픽 발생 상황을 모니터링하는 모니터링부;
    상기 이기종 물류로봇을 통합 운용하기 위한 적어도 하나의 프로그램 및 데이터를 저장하는 데이터베이스(DB); 및
    상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 현재 위치정보를 확인하여 상기 상기 로컬 제어 시스템을 통해 상기 트래픽 영역에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 일시 정지하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트래픽 영역 설정부는,
    트래픽 제어 설정 화면을 통해 공장내 설계 도면(CAD)을 제공하고 트래픽이 발생되는 구간에 다양한 도형을 활용한 트래픽 영역을 설정하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트래픽 영역은,
    사용자에 의해 지정(Draw)된 구간에 설정되거나 상기 설계 도면상에 복수의 경로가 중첩된 트래픽 좌표를 검출하여 자동으로 설정되는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 트래픽 영역은,
    상기 트래픽 좌표를 중심으로 위험도에 따라 도형의 크기가 서로 다른 경고 구간, 워닝 구간 및 대기 구간을 포함하며, 상기 물류로봇의 위치정보에 해당하는 구간에 따라 감속 또는 정지 제어를 수행하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 트래픽 영역 설정부는,
    트래픽 제어 설정 화면을 통해 트래픽 영역이나 중첩 경로에 진입하여 정지된 물류로봇들을 순차적으로 출발시키는 상기 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  10. 제1항 또는 제9항에 있어서,
    상기 우선순위 조건은,
    물류로봇의 배터리 잔량이 적은 순서, 목적지 잔여거리가 짧은 순서, 공정우선순위가 높은 순서, 목적지 잔여거리가 긴 순서, 공급 우선순위가 높은 순서, 회수 우선순위가 높은 순서, 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서 중 적어도 하나를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 우선순위 조건은,
    각 항목별로 적용된 상대적인 우선순위 가중치값을 가지며, 상기 가중치값은 생산공장내 작업 스케줄 및 물류로봇들의 운용상황에 따라 비중이 가변 되는 것을 특징으로 하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링부를 통해 물류로봇의 위치를 추적하여 상기 트래픽 영역에 진입하는 것을 감지하고 상기 물류로봇의 기종에 해당하는 로컬 제어 시스템을 통해 감속 또는 정지 명령을 전달하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 우선순위 조건을 기반으로 상기 트래픽 영역내 존재하는 복수의 물류로봇의 우선순위를 파악하여 순차적인 출발 혹은 이동을 제어하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링부를 통해 물류로봇의 둘레로부터 일정거리 이격된 가상 로봇 영역을 생성하여 안전거리를 확보하도록 하고 상기 가상 로봇 영역들이 상호 중첩되는 시점에 정지하도록 제어하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링을 기반으로 상기 물류로봇의 전방에 장애 상황 감지시, 정체 상황 감지시 및 레인별 혼잡도 중 적어도 하나에 따라 상기 통합 경로 설정부를 통해 우회경로를 재생성하여 전송하는 이기종 물류로봇 통합 운용 시스템.
  16. 통합 관제 시스템이 기종이 서로 다른 이기종 물류로봇을 통합 운용하는 방법에 있어서,
    생산공장내 경로가 중첩되는 구간에 트래픽 영역을 설정하고 상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 트래픽 제어를 위한 우선순위 조건을 설정하는 단계;
    물류 이송을 위한 제1 물류로봇의 출발지와 목적지를 산출하고 제1 로컬 제어 시스템을 통해 이송경로를 포함하는 작업할당 정보를 생성하여 상기 제1 물류로봇을 작동시키는 단계;
    상기 제1 로컬 제어 시스템으로부터 상기 제1 물류로봇의 위치정보를 수집하여 운용상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇이 적어도 하나의 다른 제2 물류로봇이 존재하는 상기 트래픽 영역에 진입하거나, 상기 제2 물류로봇과의 중첩 경로가 발생하면 정지 또는 감속시킨 후 설정된 우선순위 조건에 따라 순차적으로 작동하도록 트래픽 제어를 수행하는 단계;
    를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는,
    상기 트래픽 영역에 진입한 물류로봇들의 배터리 잔량이 적은 순서, 목적지 잔여거리가 짧은 순서, 공정우선순위가 높은 순서, 목적지 잔여거리가 긴 순서, 공급 우선순위가 높은 순서, 회수 우선순위가 높은 순서, 기종(AGV/AMR)간 우선순위가 높은 순서, 공정 셀(Cell)간 우선순위가 높은 순서 중 적어도 하나를 포함하는 우선순위 조건을 기반으로 선순위 물류로봇과 후순위 물류로봇을 판단하는 단계; 및
    상기 선순위 물류로봇을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇을 대기시키는 단계;
    를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는,
    상기 제2 물류로봇과의 중첩 경로 발생시 제1 로컬 제어 시스템과 제2 로컬 제어 시스템을 통해 상기 제1 물류로봇과 제2 물류로봇을 감속 및 정지로 대기시키는 단계; 및
    상기 우선순위 조건을 기반으로 상기 제1 물류로봇과 상기 제2 물류로봇 중 어느 하나의 선순위 물류로봇을 먼저 출발시키고 후순위 물류로봇을 대기시키는 단계;
    를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는,
    상기 모니터링을 통해 상기 제1 물류로봇의 이송경로상에 장애나 정체 이벤트 상황이 발생한 것을 감지하는 단계; 및
    작업 관리부 또는 상기 제1 로컬 제어 시스템을 통해 우회경로를 재생성하여 상기 제1 물류로봇으로 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 우회경로를 재생성 하는 단계는,
    상기 이벤트 상황이 발생된 제1 레인(Lane#1)을 이용하는 기존 이송경로를 취소하고 제2 레인(Lane#2)을 이용하는 우회경로를 재생성 하는 단계; 및
    기존 이송경로에 적용된 제1 레인(Lane#1)과 우회경로의 제2 레인(Lane#2)의 점유율을 비교하여 점유율이 낮은 제2 레인(Lane#2)을 활용하도록 경로를 재설정하는 단계;
    중 적어도 하나를 포함하는 이기종 물류로봇 통합 운용 방법.
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